2024届山西省省级名校高三下学期第二次联考l理科综合试题-高中物理

2024届山西省省级名校高三下学期第二次联考l理科综合试题-高中物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
有一个辐向分布的电场，距离O相等的地方电场强度大小相等，有一束粒子流通过电场，又垂直进入一匀强磁场，则运动轨迹相同的粒子，它们具有相同的（）
A．质量B．电量C．比荷D．动能
第(2)题
已知一个星球x的密度与地球的密度相同，星球x与地球的半径之比为，假设卫星A与卫星B分别绕地球和星球x做匀速圆周运动，且两卫星的轨道半径相同，如图所示。

则下列说法正确的是（ ）
A．卫星A与卫星B的加速度大小之比为
B．卫星A与卫星B的线速度大小之比为
C．卫星A与卫星B的环绕周期之比为
D．地球与星球x的第一宇宙速度之比为
第(3)题
如图所示，M N右侧存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，某同学用粗细均匀、总阻值为R的漆包电阻丝做成两个半径均为r的半圆形闭合金属线圈，图中O点导线交叉处不连通。

金属线圈可绕两半圆直径所在的转轴（恰好与边界M N 重合）转动。

金属线圈以角速度匀速转过半圈的过程中产生的热量与以角速度匀速转过一圈的过程中产生的热量相等，
则等于（ ）
A．2：1B．4：1C．1：2D．1：4
第(4)题
如图所示，一个长度、质量的木板静止在光滑的水平面上，木板的左端放置一个质量可视为质点的物
块，物块与木板间的动摩擦因数，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。

现对物块施加
一水平向右的恒定拉力F，使物块相对木板向右滑动。

则下列说法正确的是（ ）
A．拉力
B．物块离开木板时速度的最小值为4m/s
C．物块离开木板的最短时间为1s
D．木板获得的最大速度为2m/s
第(5)题
如图所示是α粒子散射实验装置的示意图。

从α粒子源发射的α粒子射向金箔，利用观测装置观测发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转的角度甚至大于。

下列说法正确的是（ ）
A．α粒子束是快速运动的质子流
B．实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内
C．α粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对α粒子的作用引起的
D．α粒子散射实验装置的内部需要抽成真空
第(6)题
一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时刻该简谐横波的波形图；图乙是平衡位置在处的质点P的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．简谐横波的频率为
B．简谐横波的波速为
C．时质点P在波峰
D．时平衡位置在处的质点Q在波峰
第(7)题
如图所示，半径为R的圆OAP区域中存在垂直于圆平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，圆心O点有一粒子源，先后从O点以相同速率向圆区域内发射两个完全相同的正电粒子a、b（质量为m，电量为q），其速度方向均垂直于磁场方向，与OP的夹角分别为90°、60°，不计粒子的重力及粒子间相互作用力，则两个粒子a、b在磁场中运动时间之比为（ ）
A．1：1B．2：1C．1：2D．4：1
第(8)题
如图所示，匀强电场中有一边长为的正方体，为上表面的中心。

已知点的电势为6V，点的
电势为8V，、两点的电势均为4V，下列说法正确的是（ ）
A．点的电势为3 V
B．正方体中心的电势为6 V
C．该匀强电场电场强度的大小为4 V/m
D．该匀强电场电场强度的大小为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4
分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
如图所示，两根足够长光滑导轨竖直放置，导轨间距为L，底端接阻值为R的电阻。

将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，弹簧劲度系数为k,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。

现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，第一次达到最大速度v时，回路产生的焦耳热为Q。

若金属棒和导轨接触良好，电阻均可忽略，则（ ）
A．金属棒和弹簧组成的系统机械能守恒
B．金属棒第一次达到最大速度时弹簧的伸长量为
C．金属棒最后静止时电阻R上产生的总热量为
D．金属棒第一次达到最大速度时弹簧的弹性势能小于
第(2)题
下列说法中正确的是（ ）
A．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时在气泡表面发生了全反射
C．某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5c
D．2021年12月9日，航天员王亚平老师进行了太空授课，在“水球光学实验”中，透过含有气泡的水球可以看到一正一反的两个人像，都是由光的折射引起的
E．光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。

为提高光刻机清晰投影精细图的能力，在透镜和硅片之间填充液体。

紫外线进入液体后波长变短，光子能量增加
第(3)题
如图所示，农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选。

其过程是：在大小相同的风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，这样它们就会自然分开。

不考虑空气阻力且谷种和瘪谷只在洞中受到风力，对这一物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．谷种质量大，惯性大，飞得远些
B．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些
C．N处是瘪谷，M处为谷种
D．谷种和瘪谷在竖直方向都匀速下落
第(4)题
下列说法正确的是（ ）
A．气体对器壁的压强在数值上等于大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量的大小
B．气体对器壁的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积的平均作用力的大小
C．一定质量的理想气体，在体积不变时，气体分子在单位时间内与单位面积器壁的碰撞次数随着温度降低而减少
D．一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子在单位时间内对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
E．一定质量的理想气体，气体分子热运动的平均动能减少，气体分子的密集程度增加，气体的压强一定减小
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
如图，左右无限长的光滑水平地面上有2022个大小相同的小球排成一排，相邻小球间的间距均为L，将其从左到右依次编号。

1号小球质量为m，2~2022号小球质量均为km（k为比例系数）。

用一根不可伸长的轻绳拴接于1号小球，上端拴接于固定结点处，拴好后轻绳刚好竖直伸直。

在轻绳旁边固定一电热丝，通电时可将轻绳瞬间烧断。

将1号小球向左上方提起H高度，此时
轻绳伸直，与竖直方向的夹角为θ，所有小球仍在同一竖直面内，将电热丝通电后再由静止释放1号小球。

所有小球之间的碰撞均为弹性正碰，重力加速度为g，不计空气阻力，忽略轻绳烧断后对小球运动的影响。

（1）求1号小球释放后瞬间的加速度大小；
（2）求1号小球与2号小球第一次碰撞中给2号小球的冲量大小以及对2号小球做的功；
（3）1、2号小球间第一次碰撞后立即给1号小球施加水平向右的恒定外力F（图中未画出），使1号小球每次碰撞前瞬间的速度都相等，直到所有小球速度第一次相等时撤去外力，求外力F的大小以及最终1号和2022号小球间的距离（小球大小忽略不计）。

第(2)题
某同学正在认真地复习备考，突然飞来一只蜜蜂在他的附近运动。

蜜蜂的运动可视为在竖直平面内的匀速圆周运动，半径
为R、线速度大小为，蜜蜂的质量为m，重力加速度大小为g。

当蜜蜂运动到A点时，其速度斜向左上方且与水平方向夹角。

求：
（1）蜜蜂从最高点B运动到点A的过程中，空气对蜜蜂所做的功；
（2）当蜜蜂运动到A点后正准备脱离圆周飞向该同学时，该同学下意识向蜜蜂飞来的区域吹了一口气，使得蜜蜂做匀减速直线运动刚好到达他“嘴边”时速度为0，“嘴边”到A点距离为，将“吹出的气”和“空气”对蜜蜂的合力视为恒力，此过程中该恒力的冲量大小。

第(3)题
如图甲所示带孔的金属板、竖直放置相距，其间的匀强电场场强为、方向竖直向上。

过孔的水平线交板于，到
孔的距离为，竖直荧光屏上的点与在同一水平线上，其间有垂直纸面向外的匀强磁场。

现在灯丝和金属板之
间加如图乙所示的加速电压，热电子（在极处速度为零）沿进入、间的电场，发现只在荧光屏点下方出现了亮
点。

向右移动屏，亮点将沿屏向上移动，当与的距离为时，亮点移到点，再向右移动屏，亮点从屏上消失。

已知电子的质量为，电荷量为，电子在、之间的加速时间极短，不计电子的重力，求：
（1）能使电子打到板的加速电压值；
（2）磁场的磁感应强度。

第(4)题
对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，从而更加深刻地理解其物理本质。

如图所示，在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，光滑U型金属导轨abcd固定放置在绝缘水平面内，导轨间距为L，电阻不计。

长度为L的导体棒MN与平行导轨垂直，且始终与导轨接触良好。

导体棒MN在水平向右拉力的作用下，以速度v做匀速运动，运动过程中导体棒未滑出导轨。

（1）利用法拉第电磁感应定律，推导导体棒MN产生的感应电动势；
（2）利用电动势的定义，推导导体棒MN产生的感应电动势；
（3）利用拉力对导体棒MN所做的功等于电路获得的电能，推导导体棒MN产生的感应电动势；
（4）若bc端断开，依然保持导体棒MN以速度v做匀速运动，利用导体棒MN中的自由电子的受力情况，推导导体棒MN产生的感应电动势。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中：
（1）如图甲所示的装置，在细绳下端依次挂上钩码、钩码、钩码……，每次当钩码处于静止状态时测出弹簧的长度l。

（2）以弹簧弹力F（大小等于砝码重力，重力加速度g取）为纵坐标，弹簧长度l为横坐标，建立坐标系。

将相应数据在坐标系上描点，如图乙所示，请在图中作出图像_____。

根据所得图像，可知弹簧处于原长时弹簧长度的读数为_____cm；弹簧的劲度系数为_________N/m。

（结果均保留三位有效数字）
第(2)题
小王同学利用如下器材测定一待测电阻
（1）先用多用电表粗测，选择倍率“×1k”挡，其他操作无误，多用电表表盘示数如图甲，则待测电阻阻值约为_____kΩ。

（2）粗测该电阻后，欲用下列器材精确测量该电阻
A.电流表（量程为，内阻约为）
B.电压表（量程为，内阻约为）
C.电压表（量程为，内阻约为）
D.直流电源（，允许通过的最大电流为）
E.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）
F.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）
G.开关和导线若干
（3）小王设计了如图乙所示的电路测量待测电阻，滑动变阻器选择_____（填“”或“”），连接好电路后，进行了如下操作：
①他把滑动变阻器的滑动头滑到_____（填“a”或“b”）端，闭合开关和后，改变滑动变阻器的阻值，使得电压表和电流表都
有较大读数，读出两表的读数分别为和，则电流表的内阻为______；
②断开开关，滑动头P向_______（填“左”或“右”）移动，使得电压表和电流表再次有较大读数，读出两表的读数分别为和
，则待测电阻的阻值为________。